关于Cython生成的so动态链接库逆向

来个引子：TPCTF的maze题目

如何生成这个so文件

• 为了研究逆向，我们先搞个例子感受一下生成so的整个过程，方便后续分析

创建对应python库文件

• testso.py

def test_add(a,b):
    a = int(a)
    b = int(b)
    return a + b

def test_calc(li):
    for i in range(len(li)):
        li[i] ^= 0x52
        li[i] += 3
    return li

创建对应的接口测试文件

• main.py

import testso
li = [1,2,3,4]
res1 = testso.test_add(3,4)
res2 = testso.test_calc(li)
print(res1)
print(res2)

• 执行结果

┌──(kali㉿ksli)-[~/Desktop/testso]
└─$ python main.py 
7
[86, 83, 84, 89]

创建库扩展文件

• setup.py

from setuptools import setup
from Cython.Build import cythonize
 
setup(
    name="testso",
    ext_modules=cythonize('testso.py') # your file ready to compile`
)

生成so扩展库testso

• 安装对应扩展cypthon

pip install Cython

• 执行生成命令

python setup.py build_ext --inplace

• 生成前
  

• 生成后
  

• 图中唯一的那个so文件，就是我们想要的扩展库

• 删掉之前写的testso.py，原样执行main.py，可以发现同样导入testso成功，正常输出

接下来是逆向

• 对于逆向来说，我们所拥有的只有一个so的动态链接库，so是什么？elf文件，所以IDA看是少不了咯~
• 但是呢，我们可以讲究一些策略

first

• 首先要明白它是一个库文件。库能干什么，被调呗
• 所以相当于我们拥有了一项能力：对so文件进行黑盒调试的能力

具体的实现就和上面的main.py一样了

• 导入库，创建类对象，调用函数。通过输入输出猜测函数功能

这时候有人就要问了，你怎么知道有什么类什么函数？

• 这就要说到python的help函数，他有着类似Java反射的能力，能够显示链接库中定义的类、函数、函数参数以及一些变量和常量等等，实例如下：
• 修改main.py

import testso
help(testso)

• 效果
  

• 至于怎么进行下一步测试，就不用说了吧

这是第一个可以逆向分析的点：获取库文件的基础信息，还可以进行一些测试，推敲函数功能等等

Second

• 想知道函数名称什么的当然不会只有一种方法，毕竟它还是个so，所以IDA还是要上的，只不过笔者目前也没有找到什么快捷的方法去审计这种代码，就会干瞪眼硬看
• 所以打开我们刚刚生成的so文件看看，来总结一些特征规律
  
• 打开导出表，可以看到有一个init+我们的链接库名的函数，跟踪看看
  
• 很好，init很好，跟踪变量，看看有什么
  
• 图里这些变量，有点意思哦，直接上结论

__pyx_moduledef   # init
	__pyx_methods
	__pyx_moduledef_slots
__pyx_pymod_create # 创建模块
__pyx_pymod_exec # 执行模块

• 具体的可以看官方的解释
  (https://docs.python.org/zh-cn/3/c-api/module.html?highlight=pymoduledef_slot#)
• 而紧跟在他们下面的
  
• 这不是我们定义的函数吗，来活了，知道要分析哪里了吧？

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• 其实你仔细观察所有的函数就可以发现一切有迹可循，看看下面这个函数名是否熟悉？
  
• 那么我们通过first中的help直接知道对应的函数，然后ctrl f来找对应函数，岂不就是最快的
  我们看看这些函数里面的内容是不是我们所编写的内容
  
  
  

需不需要回忆一下？

• 0x52，+3，虽然抽象，但确实就是，毕竟python要转C嘛，生成so的时候大家也应该看到了那个我没有提到的testso.c文件

OK

• 文章写到这里基本就结束了，如果你想要完整的分析整个调用逻辑，就需要从init–>exec一步步分析了，对于这种so-python来说，看代码还是比较头疼的，结合调库debug，效率会高很多。

• 我们做了些什么嘞？一起编写了一个so形式的python库，知道了如何对这个so进行debug，以及逆向分析的一些入手点，希望你也有所收获

不过说到底，只要核心能力强，手撕万物都不是问题

协作：UKFC战队: UmVfX1BvaW50 By7e_f@lc0n
参考文章：https://www.yasar.li/archives/tpctf2023-maze-wp